近日,中国科学院上海药物研究所在B型G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)结构与功能研究方面取得又一项重要进展:首次测定了胰高血糖素受体(Glucagon receptor, GCGR)全长蛋白与多肽配体复合物的三维结构,揭示了该受体对细胞信号分子的特异性识别及其活化调控机制。
这项成果有助于深入理解B型GPCR发挥生理效应的结构生物学基础,加快II型糖尿病治疗新药的开发。
GPCR是人体内最大的膜受体蛋白家族,在细胞信号转导中发挥重要作用。GPCR与人体疾病关系密切,目前有40%以上的上市药物以GPCR为靶点。根据其相似性,GPCR可分为A、B、C和F等四种类型。B型GPCR包括GCGR等多种重要的受体蛋白,识别并结合多肽类激素,对于维持体内激素平衡至关重要。
GCGR参与调节体内血糖稳态,是治疗II型糖尿病药物的重要靶点,其结构信息的缺失不仅严重制约了对该受体信号识别和转导机制的认识,也极大地影响了靶向GCGR的药物研发,目前尚无上市药物。
2017年,由中科院上海药物所吴蓓丽、王明伟和蒋华良分别领衔的三个研究组合作解析了全长GCGR蛋白同时与一种小分子变构调节剂(NNC0640)和拮抗性抗体(mAb1)抗原结合片段结合的复合物晶体结构,首次在较高分辨率水平为人们呈现了全长B型GPCR蛋白的三维结构,并揭示该受体不同结构域对其活化的协作调控机制,迈出了阐明B型GPCR信号转导机制的关键一步。
此后,上海药物所的相关科研团队再次联合攻关,成功解析了全长GCGR与胰高血糖素类似物NNC1702结合的复合物晶体结构,从而揭示了B型GPCR与多肽配体结合的精细模式。该项目负责人吴蓓丽表示:“这项成果是我们针对B型GPCR开展结构与功能研究的又一重要进展。
GCGR与多肽配体相互作用模式的阐明不仅有助于深入理解B型GPCR对细胞信号分子的识别机制,并且为靶向GCGR的药物设计提供了迄今为止精度最高的结构模版,将在很大程度上促进治疗II型糖尿病的新药的研发。”